三环减速器的参数化虚拟装配.pdf

第 3 0卷第 2期 2 0 0 9年 2月 煤矿机械 Co a l Mi n e Ma c h i n e Vo 1 ． 3 0 No ． 2 F e b ．2 o o 9 三环减 速器 的参数 化虚拟 装配米 黄勤 ，黄正胜 ，曹争 光 贵州大学 机械工程学院 ， 贵 阳 5 5 0 0 0 3 摘 要 在 扼要介 绍 三环减 速 器的 结构特 点基 础上 ， 以 U G N X 4 ． 0为 支撑 平 台， 介 绍 了 U G N X 4 。 0环境 下的三环减速器虚拟装配的方法， 实现 了三环减速器参数化虚拟装配， 为产品分析 与优化提供 实体 模型 。 关键词三环减速 器；参数化设计；虚拟装配 中图分类号 T P 1 3 2 文献标志码 A文章编号 1 0 0 3 0 7 9 4 2 0 0 9 0 2 0 1 9 3 0 2 Pa r a me t e r i z e d Vi r t ua l As s e mb l y o f Th r e er i ng Re d u c e r H U AN G Qi n 。 HU A NG Z h e n g s h e n g 。 C A O Z h e n gg u a n g Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g C o l l e g e o f G u i z h o u U n i v e r s i t y 。G u i y a n g 5 5 0 0 0 3 。 C h i n a Abs t r a c t I 1 1 e c o n fig u r a t i o n f e a t u r e s o f t h e t h r e er i n g r e d uc e r a r e i n t r o d u c e d i n b rie f ．On t h i s b a s e-u t i l i z i n g UGNX4． 0 a s t h e s u p p o r t p l a t f o r m a n d t h e me t h o d o f t h e v i rtu a l a s s e mb l y s y s t e m i s i n t r o d u c e d u n d e r t he e n v i r o n me n t o f UGNX4． 0． T h e p a r a me t e riz e d v i r t u al a s s e mb l y o f t h r e e r i n g r e d u c e r i s a c h i e v e d a n d p r o v i d e d s o l i d mod e l i n g f o r p r o d u c t i o n a n a l y z i n g a n d o p t i mi z i n g ． Ke y wo r d st h r e erin g r e d u c e r；p a r a me t e r i z e d de s i g n i n g；v i r t u al a s s e mb l y 0引言 贵州省科技厅 2 0 0 8年度工业攻关计 划项 目 2 0 0 8 ． 3 0 3 1 4分 析 1 网格划分 将 3 ． 1 中生成的翼型截面另存为． 格式文件， 在弹出的输 出面板中勾选线框边、 基准线和点 2个选 项。打开网格划分软件 G a m b i t ， 导入保存 的． 文件 进行网格划分， 采用的是 C形结构化网格， 做出整个流 场的网格， 其中翼型网格局部放大图如图4 。 图 4翼型 网格局部放大图 2 气动特性分析 在 F l u e n t 中导人划分好的网格 ， 设定基本参数 和初始条件后 ， 进行迭代， 确定收敛后 ， 得出翼型的 一 系列特性 系数的图形 ， 图 5为速度矢量图。 图5翼型速度 矢量图 三环减速器是我国自主研发的一种新型少齿差 行星减速器。由于其构思独特新颖 ， 具有传动 比大、 承载能力强、 体积小、 结构简单紧凑、 工艺性好 、 加工 5结语 1 利用 P r o ／ E实现风力发 电机的叶片造 型， 具有简便快捷 、 形象直观和模型准确的特点， 为叶片 的气动分析奠定了图形基础 ， 且具有重要的现实意 义 。 2 F l u e n t 软件可以获得的叶片的特性系数 ， 有 重要的实用价值。 参考文献 [ 1 ] 詹友 刚． P r o ／ E N G I N E E R中文野火版教程 [ K] ． 北 京 清华 大学出 版社 ， 2 0 0 5 ． [ 2 ] 陈家权 ， 杨新彦． 风力机叶片立体 图的设计 [ J ] ． 现代设计技 术， 2 0 0 6， o 4 3 7 ． [ 3 ] 王凡． 风力发电机 的叶片设计方 法研究 [ D] ． 南京 南 京理工大 学 ， 2 0 0 7 ． 6 ． 作者简介 崔彦彬 1 9 6 2一 ， 河北 沧州人 ， 华 北电力 大学机械工 程系副教授 ， 1 9 8 2年北京钢铁学院本科 毕业 ， 现从 事计算机辅 助设 计与辅助工程 ， 电子信箱 y z g 1 9 7 9 1 2 2 0 1 6 3 ． c o i n ． 一 l 93 一 收稿 日期 2 0 0 81 0 2 8 0 l 三 鲨墨 叁 虐 配黄 勤， 等 第3 0 卷第2 期 制造容易和成本低等特点， 在起重 、 冶金 、 轻工等机 械上得到 13 益广泛的应用。利用功能强大的 U G N X 软件 ， 进行参数化的三环减速器虚拟装配 ， 对提高三 环减速器的设计效率 ， 进一步研究其运动、 静力 、 动 力 、 温度等特性 ， 提高产品的设计质量具有一定的实 际意义。 1 三环减速器的工作原理与结构 三环减速器是将少齿差减速器 的中心 内齿轮 改为行星轮 ， 用 2根平行 的偏心轴作系杆 的内啮合 行星齿轮传动装置 ， 其工作原理如 图 1所示。2根 偏心轴与内齿轮环板构成平行 四连杆机构 ， 偏心轴 旋转带动环板的内齿轮作平动 ， 输 出轴与偏心轴平 行 ， 其上的外齿轮始终与内齿轮啮合 ， 实现较大减速 比的输出。三环减速器在结构上采用互 成 1 2 0 。 相 位角的三相并列布置方式 ， 不仅平衡 四杆机构在运 动平面内的摆动力 ， 而且多相机构可以共同承担载 荷 ， 减小齿轮轮齿的接触和弯曲应力。三环减速器 结构如图2所示。 图 1 三环减速器工作原理图 图 2三环减速器 的结构 2参数化虚拟装配 1 设计思路 三环减速器虽 然结 构简单 ， 但设计计算 复杂。 为检验设计结果是否正确合理， 进行产 品的性能分 析 ， 提高产品的设计质量和效率 ， 需要快速实现产品 的虚拟装配。根据分析 ， 三环减速器在结构上采用 了较多的标准件和少量的非标准件 ， 非标准件在结 构上除了一些主要参数不同外 ， 其余辅助参数大都 相同且外形变化不大， 各部件间的装配关系固定 ， 因 而适合采用参数化设计。 利用 U G N X提供的参数化建模工具表达式编 辑器 、 电子表格和 WA V E几何对象链接器创建三环 减速器的标准件和通用零部件三维模 型库 ， 利用零 部件库生成所需零部件 ， 在装配模块 中实现三环减 速器的虚拟装配。 2 零部件参数化模型库的建立 零部件库的创建思路是 根据相似原理对三环 减速器的零件进行分类 ， 确定能够表达各类零件形 状和结构特征的零件族模板 ， 选择一组设计参数， 充 分利用表达式来控制零件族模板 的形状和拓扑关 系 ， 在 U G N X环境下采 用交 互方式 创建 零件族 模 板 ， 利 用 Mi c r o s o f t E x c e l 电子表格 建立零件族设计 参数的系列尺寸， 实现三维零件库的创建。在创建 部件库时， 利用 WA V E几何对象链 接器 ， 定义关联 表达式 ， 在部件装配结构中间建立 2个或多个组件 之间的相关性 ， 当修改参数值时 ， 实现完全的参数化 驱动。参数化的偏心轴模板如图 3所示。 图 3参数化的偏 心轴 3 参数化的虚拟装配 利用 U G N X的装配模块 ， 通过 自底而上的方法 进行虚拟装配。即先借助参数化的零部件库创建三 环减速器的零部件模型 ， 将零部件逐个引入到装配 模型中， 建立零部件之间的位置约束关系 ， 装配成组 件 ， 然后再将多个组件装配成产品。三环减速器 的 主要组件如图 4所示。 图 4三环减速器装配图 3结语 利用 U G N X软件提供的强大 的参数化建模功 能和装配模块 ， 不需要编程 ， 不涉及复杂的数据库技 术 ， 可快速实现三环减速器 系列产品零 部件库的建 立和虚拟装配 ， 为研究产品的结构特性、 振动特性 、 温度分布等提供 了三维模型基础 ， 为提高产品的设 计效率和质量提供了良好的工作环境 。 参考文献 [ 1 ] 黄正胜， 黄勤．三环减速器 内齿 环板 的参数 化建模 [ j ] ． 煤 矿机 械 ， 2 0 0 8 ， 2 9 9 5 5 5 6 ． [ 2 ] 付本国． U GN X 4 ． 0 ． 机械设计 实例 教程[ K] ． 北京 电子 工业出版 社 ． 2 0 0 6 ． [ 3 ] 崔建昆 ， 张光辉 ． 平行 曲轴输入少 齿差行 星齿 轮传动 [ J ] ． 机 械 ， 1 9 9 6， 2 3 1 3 7 3 8 ． [ 4 ] 刘长荣， 陈修龙． 齿轮实体参数化造型系统的开发[ J ] ． 机械科学 与技术 ， 2 0 0 2 1 1 ． 作者简介黄勤 1 9 5 5一 ， 贵州贵阳人， 教授， 硕士生导师， 主要研 究方向 现代设计方法、 机械制造， 电子信箱 h z s 5 2 0 6 6 6 1 2 6 ． c o rn． 一 1 9 4 一 收稿 日期 2 0 0 8 0 9 3 0